第三章 螺纹连接和螺旋传动（课件）《机械常识》（中国劳动保障出版社）

中国劳动社会保障出版社 机械常识 （第二版） 本章主要内容如下： 1．螺纹的概念、种类、主要参数、标记、特点及应用。 2．常用螺纹紧固件的结构和标记，螺纹连接的类型、应用、预紧与放松。 3．普通螺旋传动的形式及运动方向判别，差动螺旋传动的类型。 4．滑动螺旋副的材料及热处理，滑动螺旋传动的润滑方式。 第三章 螺纹连接和螺旋传动 §3-1　螺纹的基本知识 §3-2　螺纹标记 §3-3　螺纹连接 §3-4　螺旋传动　 第三章 螺纹连接和螺旋传动 螺纹的基本知识 §3-1 一、螺旋线的概念 螺旋线是指沿着圆柱（或圆锥）表面运动点的轨迹。 二、螺纹的形成 在圆柱或圆锥表面上，具有相同牙型（如三角形、梯形、锯齿形等）、沿螺旋线连续凸起的牙体称为螺纹。在圆柱（或圆锥）外表面上形成的螺纹称为外螺纹，在圆柱（或圆锥）内表面上形成的螺纹称为内螺纹。 常见螺纹的种类、特征代号和牙型 三、螺纹的种类 四、螺纹的主要几何参数 1．大径 螺纹的大径是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径。 2．小径 螺纹的小径是指与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径。 3．中径 4．公称直径 螺纹的中径是指一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。 公称直径是指代表螺纹规格大小的直径。除管螺纹外，公称直径是指螺纹的大径。 5．线数 螺纹的线数是指螺纹的螺旋线数量。沿一条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹，沿两条或两条以上螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹。 7．导程 6．螺距 螺距是指相邻两牙体上的对应牙侧与中径线（中径圆柱的母线）相交两点间的轴向距离。 导程是指最邻近的两同名牙侧（处在同一螺旋面上的牙侧）与中径线相交两点间的轴向距离。 8．旋向 螺纹旋向分右旋、左旋两种。 判别螺纹旋向的左右手法则: （1）伸出右手（或左手），手心对着自己，把螺杆放在手心上。 （2）四指的指向与螺纹轴线方向相同。 （3）右旋螺纹的旋向和右手拇指的指向相同，左旋螺纹的旋向和左手拇指的指向相同。 9．升角与螺旋角 螺纹的升角又称导程角，是指在螺纹中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角，用φ表示。 10．牙型角与牙侧角 在螺纹牙型上，两相邻牙侧间的夹角称为牙型角，用α表示。在螺纹牙型上，一个牙侧与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角称为牙侧角，用β1 或β2 表示。 五、螺纹的特点与应用 1．普通螺纹 （1）粗牙普通螺纹 （2）细牙普通螺纹 2．55°密封管螺纹 （1）圆柱内螺纹与圆锥外螺纹连接 （2）圆锥内螺纹与圆锥外螺纹连接 3．传动螺纹 （1）梯形螺纹 （2）锯齿形螺纹 （3）矩形螺纹 螺纹标记 §3-2 一、普通螺纹的标记 常用的普通螺纹一般为单线螺纹，其标记主要由特征代号、尺寸代号、旋向代号等组成，尺寸代号与旋向代号之间用“-”分开。 1．特征代号 普通螺纹的特征代号用字母“M”表示。 2．尺寸代号 （1）单线螺纹的尺寸代号 单线螺纹的尺寸代号为“公称直径×螺距”。 （2）多线螺纹的尺寸代号 多线螺纹的尺寸代号为“公称直径×Ph 导程 P 螺距” 3．旋向代号 右旋螺纹不标注旋向代号。对于左旋螺纹，应在旋合长度代号之后标注“LH”，并与旋合长度代号之间用“-”分开。 示例： 解释螺纹标记“M8×1-LH”的含义。 解： “M8×1-LH”表示公称直径为8mm，螺距为1mm的单线、左旋普通螺纹。 二、梯形螺纹的标记 梯形螺纹的标记主要由特征代号、尺寸代号、旋合长度代号和旋向代号等组成。 1．特征代号 梯形螺纹的特征代号用“Tr”表示。 2．尺寸代号 尺寸代号由“公称直径 × 导程（P 螺距）”组成。若为单线螺纹，可只标出螺距；若为多线螺纹，则应同时标注导程和螺距。 3．旋合长度代号 梯形螺纹的旋合长度分为中等旋合长度和长旋合长度。长旋合长度的螺纹应标注代号L，并在前面加分隔符“-”。中等旋合长度不标注。 4．旋向代号 右旋梯形螺纹也不标注旋向代号。若为左旋梯形螺纹，应在代号的尾部标注“LH”，并用“-”与其他部分分开。 示例：解释螺纹标记“Tr24×10P5-L -LH”的含义。 解： “Tr24×10P5-L -LH”表示公称直径为24mm，导程为10mm，螺距为5mm，双线、长旋合长度的左旋梯形螺纹。 三、55°密封管螺纹的标记 55°密封管螺纹的标记一般由特征代号、尺寸代号和旋向代号组成。 1.特征代号 圆柱内螺纹的特征代号用“Rp”表示，与圆柱内螺纹配合的圆锥外螺纹的特征代号用字母“R1”表示；圆锥内螺纹的特征代号用“Rc”表示，与圆锥内螺纹配合的圆锥外螺纹的特征代号用“R2”表示。 2.尺寸代号 55°密封管螺纹的尺寸代号只是一个表示螺纹尺寸特征的代号。 3.旋向代号 右旋55°密封管螺纹不标注旋向代号。当螺纹为左旋时，应在尺寸代号后面加注“LH”，中间没有其他符号。 螺纹连接 §3-3 螺纹连接是指通过螺纹构成的连接，多为可拆卸连接。螺纹连接具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。 一、螺纹紧固件 1．六角头螺栓 3．开槽圆柱头螺钉 2．双头螺柱 4．十字槽沉头螺钉 5．内六角圆柱头螺钉 6．开槽锥端紧定螺钉 7．六角螺母 8．六角开槽螺母 9．平垫圈 10．弹簧垫圈 螺纹紧固件的简化标记一般由“名称 标准号 螺纹规格或公称尺寸×公称长度（必要时）”组成。 二、螺纹连接的类型和应用 1．螺栓连接 用于两被连接件上均为通孔且有足够装配空间的场合。 2．双头螺柱连接 用于受结构限制或被连接件之一为不通孔并需经常拆卸的场合。 3．螺钉连接 用于被连接件之一较厚，不便加工通孔，且不必经常拆卸的连接。 4．紧定螺钉连接 用于固定两被连接件的相互位置，并可传递不大的力或转矩。 三、螺纹连接的预紧与防松 1．螺纹连接的预紧 螺纹连接在装配时一般都需要拧紧螺栓、螺母、双头螺柱或螺钉等，即对螺纹连接进行预紧。 预紧的目的，一方面是防止螺纹连接松动；另一方面是可以使被连接件接合面之间摩擦力增大，以提高传递载荷的能力。但预紧力不能过大，过大则会损伤螺杆。 控制螺纹连接预紧力的方法 2．螺纹连接的防松 螺纹连接的防松即防止螺旋副的相对转动。螺纹连接一般采用牙型为三角形的单线普通螺纹，其螺纹升角φ为1.5°～3.5°，具有自锁性能。同时螺纹零件端面与支承面之间还存在摩擦力，因此在静载荷下螺纹连接不会自行松开。但在冲击、振动和交变载荷作用下，摩擦力会瞬时减小或消失，连接有可能松开，因此必须考虑防松措施。 （1）摩擦防松 摩擦防松是指使螺旋副中有不随连接载荷而变的压力，始终有摩擦力防止其相对转动。 1）双螺母防松 2）弹簧垫圈防松 （2）机械防松 机械防松是用金属元件锁住螺旋副，使其不能做相对转动。 1）开口销防松 2）止动垫圈防松 3）串联钢丝防松 （3）破坏螺纹防松 破坏螺纹防松是指将螺栓和螺母上的螺纹通过焊接、铆接、冲点或用黏结剂粘接等使螺栓和螺母连为一体。 1）焊接防松 2）铆接防松 3）冲点防松 4）粘接防松 螺旋传动 §3-4 螺旋传动是利用螺杆（丝杠）和螺母组成的螺旋副来实现传动。螺旋传动具有结构简单，工作连续、平稳，承载能力强，传动精度高等优点，广泛应用于各种机械和仪器中。 一、普通螺旋传动 1．普通螺旋传动的形式 由一个螺杆和一个螺母组成的简单螺旋副实现的传动称为普通螺旋传动。 （1）单动螺旋传动 单动螺旋传动是指螺杆或螺母有一件不动，另一件既旋转又移动的普通螺旋传动。 1）螺母固定不动，螺杆旋转并做直线运动 2）螺杆固定不动，螺母旋转并做直线运动 （2）双动螺旋传动 双动螺旋传动是指螺杆和螺母都做运动的普通螺旋传动。 1）螺杆原位旋转， 螺母做直线运动 2）螺母原位旋转， 螺杆做直线运动 2．普通螺旋传动运动方向的判定 左、右手法则： 1）左旋螺纹用左手判断，右旋螺纹用右手判断。 2）弯曲四指，其指向与螺杆（或螺母）旋转方向相同。 3）拇指指向与螺杆轴线方向一致。 4）若为单动，拇指的指向即为螺杆（或螺母）的移动方向；若为双动，与拇指指向相反的方向即为螺杆（或螺母）的移动方向。 （1）普通螺旋传动运动方向的判定方法 1）单动螺旋传动运动方向的判定 （2）普通螺旋传动运动方向的判定示例 2）双动螺旋传动运动方向的判定 二、差动螺旋传动 1．旋向相同的差动螺旋传动 差动螺旋传动是指由两个导程或（和）旋向不同的螺旋副组成的传动。 旋向相同的差动螺旋传动是指螺杆上两段螺纹旋向相同而螺距不同的传动。 旋向相同的差动螺旋传动 2.旋向相反的差动螺旋传动 旋向相反的差动螺旋传动是指螺杆（或螺母）上两螺纹旋向相反的传动。 紧绳器 三、滑动螺旋副的材料及热处理 不经热处理的螺杆可选Q235、Q275等碳素结构钢，或选45、50等优质碳素结构钢。 重要传动，要求耐磨性高的螺杆，可选40Cr、65Mn等合金钢并进行淬火热处理，或选合金渗碳钢20CrMnTi进行渗碳后淬火热处理以提高耐磨性。 精密的螺旋传动，要求螺杆热处理后要有较好的尺寸稳定性，可选用合金工具钢CrWMn并进行淬火热处理，或选用高级优质合金调质钢38CrMoAlA并进行渗氮热处理。 螺母材料要求较高时，可选用铸造锡青铜ZCuSn10P1和ZCuSn5Pb5Zn5； 低速重载时，可选用铸造铝青铜ZCuAl9Mn2、ZCuAl10Fe3或铸造黄铜ZCuZn38； 轻载低速时可选用球墨铸铁。 四、滑动螺旋传动的润滑 小型轻载的滑动螺旋传动可采用低黏度的L-AN全损耗系统用油。中型或载荷较重的滑动螺旋传动应采用一般黏度的L-AN全损耗系统用油或涡轮机油；大型、重载的滑动螺旋传动应采用大黏度（黏度等级在 100 以上）的齿轮油。 加油方便的小型机械的滑动螺旋传动，采用手浇或滴油润滑；有外露部分的滑动螺旋传动，直接向螺杆（或螺母）加油润滑；不能靠自然流入进行润滑的滑动螺旋传动，则需采用加压给油的方式进行润滑。 立式车床中的滑动螺旋传动，其表面压力高达10MPa，所以必须选用黏度大、抗磨性好的导轨油。 精密机床中的滑动螺旋传动要求长期保持其精度、较小的温升和较大的摩擦因数，宜选用黏度小及抗磨性好的轴承油或液压油。 知识链接 在螺旋传动的螺杆和螺母间的螺旋滚道中置入滚动体（一般为钢球），就构成了滚动螺旋传动，又称为滚珠丝杠副。 著作权声明 本教学课件的著作权受国家著作权法保护，任何人不得复制盗用本教学课件所包含的全部或部分电子文件或图片。否则，著作权人有权向复制盗用者追究法律责任并依法索取赔偿。 感谢您的使用 $$